Радиометрический экспресс-анализ добытых руд (краткое руководство)

В работе рассматриваются вопросы гамма-экспресс-анализов урановых руд в вагонетках, различных ящиках, барабанах, автомашинах и железнодорожных вагонах, используемых в процессе добычи и переработки руд. В тексте эти транспортные средства часто называются общим условным термином «емкости».

Метод гамма-экспресс-анализов руд в емкостях объединяет широкий комплекс работ, являющихся в настоящее время важной и неотъемлемой частью технологии добычи, обогащения и переработки уранового сырья. Сущность метода заключается в быстрой (экспрессной) оценке по гамма-излучению концентрации урана (или тория) в добытых рудах, находящихся в различных емкостях. В отличие от старых методов опробования, связанных с механической обработкой материала и последующими лабораторными анализами, гамма-измерения дают возможность оперативно определять качество руд и количество урана в них с сохранением их по-забойной маркировки. При этом анализируется вся рудная масса, а не часть ее, что существенно повышает представительность результатов. По всем основным показателям — оперативности, стоимости, а в ряде случаев и точности — экспресс-анализы превосходят методы опробования, принятые на месторождениях цветных и редких металлов. Кроме того, проведение экспресс-анализов исключает массовую механическую обработку проб, крайне вредную для здоровья обслуживающего персонала.

Эти важные особенности дают возможность применять широкий комплекс экспресс-анализов для решения вопросов разведки и эксплуатации рудников (практически неразрешимых при механической обработке проб): позабойный и ежесменный учет добычи, оперативное выявление разубоживания руд и обогащения горной массы, остающейся для закладки, оперативный контроль гравитационного и радиометрического обогащения и ряд других.

Для выполнения массовых экспресс-анализов в настоящее время применяется несколько типов стационарных контрольных радиометров (РК.С). Основная задача использования этих установок состоит в обеспечении однократного и наиболее представительного измерения гамма-излучения всего объема горнорудной массы. Геометрия измерения и размеры датчиков определяются величиной и формой используемых стандартных емкостей (вагонеток, барабанов, автомашин, железнодорожных вагонов и т. п.). В соответствии в этим были созданы три основных варианта радиометров: РКС-1 — для измерений в малой таре различной формы, вмещающей до 100 кг материала, РКС-2 — для вагонеток и автомашин, РКС-3 — для измерения проб весом до 15 кг.

С 1951 г. установки РКС выпускаются промышленностью серийно. В 1956—1958 гг. разработаны новые серийные радиометры РКС-2: «Кварц», «Стенд» и «Стрела». Последняя установка предназначена для автоматической сортировки вагонеток и поэтому носит также название АКС — автоматическая контрольная станция.

Внедрение установок РКС на разведочных объектах, рудниках и обогатительных фабриках явилось новой технической основой для практического решения следующих важнейших задач:

1)   контроля и экспресс-анализов всей отбитой горнорудной массы-выдаваемой из шахт, обеспечивающих быстрое разделение ее по сортам и дальнейшую обработку на специальных технологических линиях;

2)   экспресс-анализов добытых товарных руд, сырья и концентратов обогатительных фабрик для определения количества полученного урана;

3)   выявления, оценки и определения путей (борьбы с потерями металла при добыче;

4)   автоматизации процесса откатки и сортировки вагонеток с горнорудной массой.

Аппаратура «РКС» и методика ее применения первоначально были предложены в 1947—1948 гг. Л. Н. Посиком и И. М. Тененбаум [15]. Широкое развитие метод гамма-экспресс-анализа в целом и соответствующая аппаратура получили за последнее десятилетие при участии большого числа специалистов. В настоящее время этот метод широко внедряется на горнорудных предприятиях, причем аппаратура, методика и приемы интерпретации результатов постоянно совершенствуются.

Необходимость распространения передового опыта с целью дальнейшего улучшения качества и организации экспресс-анализов настоятельно требует создания методического руководства, обобщающего многолетний опыт производственных и исследовательских организаций. Предлагаемое руководство, предназначенное для геофизиков, горняков и геологов, является первой попыткой обобщения огромного фактического материала. В руководстве кратко рассматриваются физические основы метода и факторы, определяющие роль отдельных видов анализа в технологическом процессе добычи и переработки руд. Также кратко описывается аппаратура (детальная ее характеристика имеется в соответствующих инструкциях). Общие вопросы теории радиометрии и аппаратуры в руководстве не рассматриваются, так как они подробно освещены в ряде работ [2, 3, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 14, 17, 18].

Основное внимание в руководстве уделено методике и организации экспресс-анализов при помощи установок РКС-1, РКС-2 и РКС-3, способам определения поправочных коэффициентов, а также анализу ошибок результатов измерений и методам их учета, устранения или уменьшения. Определение основных параметров и статистических ошибок радиометров дано на основе анализа ряда новых работ [2, 7, 17, 24, 27, 28] и имеет целью предложить единую и более точную методику оценки качества аппаратуры и точности результатов измерений.

Работа является первым обобщением в данной области рудничной радиометрии и далеко не исчерпывает обширный опыт, накопленный за последние годы.